[论文解读] Adoption of Industry 4.0 technologies in airports -- A systematic literature review

Jia Hao Tan, Tariq Masood|arXiv (Cornell University)|Dec 28, 2021

Aviation Industry Analysis and Trends被引用 7

一句话总结

本篇系统性文献回顾基于102项研究，分析了机场中工业4.0技术的采用情况，识别出关键技术、实施挑战以及未来研究方向。研究发现，通过人工智能（AI）、物联网（IoT）和机器人技术等实现的数字化转型正在兴起，有助于提升运营效率和旅客体验，以应对后疫情时代对无接触旅行和韧性的需求。

ABSTRACT

Airports have been constantly evolving and adopting digital technologies to improve operational efficiency, enhance passenger experience, generate ancillary revenues and boost capacity from existing infrastructure. The COVID-19 pandemic has also challenged airports and aviation stakeholders alike to adapt and manage new operational challenges such as facilitating a contactless travel experience and ensuring business continuity. Digitalisation using Industry 4.0 technologies offers opportunities for airports to address short-term challenges associated with the COVID-19 pandemic while also preparing for future long-term challenges that ensue the crisis. Through a systematic literature review of 102 relevant articles, we discuss the current state of adoption of Industry 4.0 technologies in airports, the associated challenges as well as future research directions. The results of this review suggest that the implementation of Industry 4.0 technologies is slowly gaining traction within the airport environment, and shall continue to remain relevant in the digital transformation journeys in developing future airports.

研究动机与目标

• 基于实证与理论研究，考察机场中工业4.0技术采用的现状。
• 识别推动机场运营数字化转型的关键技术。
• 分析阻碍航空领域工业4.0解决方案实施的挑战与障碍。
• 探讨数字化在提升旅客体验与运营韧性方面的作用，特别是在后COVID-19时代。
• 概述工业4.0在机场生态系统中实现可持续且可扩展集成的未来研究方向。

提出的方法

• 遵循PRISMA指南开展系统性文献回顾，以确保方法论严谨性与可重复性。
• 在学术数据库中检索2010至2021年间发表的、聚焦于航空与机场场景中工业4.0的同行评审论文。
• 在应用包含与排除标准后，筛选出102篇与工业4.0技术及机场应用相关的相关文章。
• 基于主题分析，将技术归类为核心领域，如人工智能（AI）、物联网（IoT）、机器人技术、大数据分析和云计算。
• 将研究发现整合为若干主题集群：运营效率、旅客体验、基础设施优化与疫情应对。
• 识别出反复出现的挑战，包括数据隐私、互操作性、与遗留系统的集成以及人员准备度不足。

实验结果

研究问题

• RQ1 哪些工业4.0技术在机场中最为突出地被采用，其具体应用方式是什么？
• RQ2 在机场环境中实施工业4.0技术的主要挑战与障碍有哪些？
• RQ3 COVID-19大流行如何影响了机场数字化转型的紧迫性与发展方向？
• RQ4 当前研究在工业4.0在机场中长期可持续性与可扩展性方面的关键空白是什么？
• RQ5 当前关于机场数字化的文献中，正在浮现哪些未来研究方向？

主要发现

• 机场中工业4.0技术的采用正在增长，其中人工智能（AI）、物联网（IoT）和机器人技术是最常被引用的技术。
• 机场正越来越多地利用数字化手段提升运营效率、减少延误并优化资源使用。
• 疫情加速了对无接触流程的需求，生物识别技术与自助值机系统等技术因此更加突出。
• 主要挑战包括数据安全顾虑、缺乏标准化以及与遗留系统的集成困难。
• 在工业4.0在机场中长期影响评估与可扩展性研究方面，存在显著的研究空白。
• 未来研究应聚焦于人机协作、伦理AI应用，以及机场整体数字化转型路线图的构建。